156280. lajstromszámú szabadalom • Optikai gyűjtőberendezés sugárzás-receptorokhoz
7 156280 be és a csonkakúpba a 12 nagy metszet szélén lép be. Ennek a p' számnak az értékét a (2) képlet adja mag, mely így olvasható: „egész számú része az E jel utáni értéknek". A ßt szög, amelynek értékét a (3) képlet adja meg, az (1) és (2) képletek egyszerűbb felírását teszi lehetővé. A csonkakúp fél csúcsszöge y értékű és ennek az értéknek a többi paraméterrel való kapcsolata határozza meg a találmány szerinti gyűjtő berendezés maximális energiahozamát. A csonkaikúp alakú tükör ugyanis, amely asztigmatikus optikai rendszert alkot, nem hasznosítja a felfogott sugárnyaláb teljes geometriai méretét és ezért rendszeresen túl nagy veszteséget Okoz, amely az (1) képlet alkalmazásával csonkakúpnál a legkisebb metszet dx átmérőjének tulajdonítható. Ezt a rendszeres veszteséget kiszámítottuk a feljebb meghatározott y, ©i, ni és n2 paraméterek függvényéként. A csonkakúppal elért és Cynval jelölt legnagyobb valóságos koncentrálás nyilván egyenlő, az (1) képlet alapján, az alábbi értékekkel: di Cy = Másrészt kimutatható, hogy ugyanazon feltételek mellett a maximális összpontosítás Co határértéke Cn = n2 2 l2 0! Ez a határérték olyan csonkakúp eszményi legkisebb metszetének felelne meg, amelynek átmérője a dx -nél kisebb d 0 , úgyhogy di C„ = V arány a tényleges csonkakúp energiahatásfdkánalk mértéke a maximális elméleti gyűjtésihez képest. Ez a hatásfok I-nél kisebb. Ha azt kívánjuk, hogy nagyobb vagy legalább egyenlő legyen egy adott r\ aránnyal, (amely szintén lehetőleg közel áll l-hez a vizsgált receptornál szereplő adatokkal összeegyeztethető határértékeken belül), az általunk kidolgozott számítás — egyszerűsítések után — a (4) képlet alkalmazásához vezet. Egyszóval ez a (4) képlet nagy teljesítményű kúp építését teszi lehetővé, míg az (1) képlet a (2) és (3) képlettel társítva azt teszi lehetővé, hogy ezt a kúpot a legkedvezőbb gyűjtést adó kis metszetén vághassuk el. A találmány tehát módot ad arra, hogy az adott körülmények között a legjobb kúpot határozhassuk meg, amely a legjobb helyen van elvágva. Ha azt akarjuk, hogy a sugaraknak a kúpos oldalfelületen való belső visszaverődései kizárólag teljes visszaverődések legyenek, egy új pa-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 raméter kerül be: a csonkakúp rvx törésmutatójú közegének az 1 törésmutatójú levegőre vonatkozó téljes-visszaverődési határszöge. E szög értéke : 1 Xx-, Arc sin-Az (1) általános képlet most azzal a feltétellel alkalmazható, hogy p'-t, a visszaverődések maximális számát, q^val, a teljes visszaverődések legnagyoibb számával kell helyettesíteni, amelyet az (5) képlet ad meg. A (4) képlet a (6) képlet alakját veszi fel. Megfigyelhető, hogy a receptor érzékelő elemének immerziós törésmutatója: n2 nem szerepel többé az (5) és (i6) képletekben. A teljes visszaverődés ténye ugyanis maximális értéket ír elő az immerziós törésmutatóra. Kimutatható, hogy ez az érték |An2 i—1. Ha tehát az érzékelő elemet mégis Y ni2 —I-nél nagyobb törésmutatójú közegbe akarjuk bemeríteni (nevezetesen magába az n! törésmutatójú csonka'kúpba), akkor szükségessé válik a csonkakúp határoló oldalfelületeinek bevonása egy tükröző réteggel az (5) képletben meghatározott átmérőjű legkisebb metszet és az (1) képlétben az n2 immerziós törésmutatóval kapcsolatban meghatározott átmérőjű legkisebb metszet között. A legkisebb érték, amelyet az n2 törésmutató felvehet, 1, amely esetben a receptor érzékelő felülete levegőben helyezkedik el. A legnagyobb érték az n! törésmutató, amikoris az érzékelő felület közvetlenül magának a csonkalkúpniák legkisebb metszeténél van elhelyezve. Ebben az utóbibi esetben, a csonkakúp legkisebb metszetének átmérőjét d2 -vel jelölve, a következő képleteket kapjuk az (1), (2) és (4) képletek helyett. di sin [/?! + (2p — 1) y] sin •($. — y) (7) P = + 1 2y (8) (l+tg y sin2 Qi l)2 (9) Az (1), (2), (3), (5), (7), (8) képletek „pontos" képletek, vagyis nem tartalmaznak közelítést. Hasznosabb azonban közelítő képleteket felállítani, mégpedig azért, hogy azokból a (4), (6), (9) alapvető képleteket vezethessük le, amelyeknek a „pontos" alakja igen bonyolult lenne és teljesen fölösleges, mivel az r\ viszony maga is szükségszerűién lekerekített érték. (Pl.: r\ = 0,80 vagy rj = 0,85.) 4
